JP3785783B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状のドラムの外周に記録媒体を巻き付け、該ドラムを回転させるとともに、記録素子を前記ドラムの回転軸と平行な方向に移動させることにより、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
記録素子の移動は、従来は、ステッピングモータやDCモータに接続されたボールネジによる駆動と、記録素子を搭載するキャリッジを直進移動可能に支持するガイド部材によって行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ステッピングモータやDCモータは、振動を発生するために、記録素子の移動時に、送りムラや振動が発生し、これによる画質の低下を招いていた。そこで、送りムラの少ないと考えられるリニアモータを用いて記録素子を移動させようと本発明者らが検討を行った。その結果、単にリニアモータを用いただけでは、記録素子の摺動抵抗力によっては当初の考え通りの結果、すなわち、送りムラのないスムーズな移動を行うことができないことが判明した。
【0004】
本発明は、記録素子の移動を正確かつスムーズに行わせることができ、ひいては、画質の向上を図ることができる画像形成装置を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明の画像形成装置は、記録媒体の移動方向に対し直交する方向に、記録素子を移動させることにより、前記記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置において、
前記記録素子はベース部材に搭載され、前記ベース部材の移動を、リニアモータで行うとともに、前記ベース部材の移動を案内する少なくとも2つのガイド部材を設け、
前記少なくとも2つのガイド部材は、前記記録媒体に近い側と前記記録媒体から遠い側に設けられ、前記記録媒体に近い側のガイド部材と、前記ベース部材とで生じる摺動抵抗力の方が、前記記録媒体から遠い側のガイド部材と前記ベース部材とで生じる摺動抵抗力より大きいことを特徴とするものである。
【0007】
即ち本発明は、記録素子の移動を、リニアモータで行うとともに、ガイド手段による記録素子の摺動抵抗力を規定することにより、リニアモータを用いた系特有の新たな問題を解決し、記録素子の正確かつスムーズな移動を行わせ、画質の向上を図ることが可能となった。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図1は、医用分野における人体等を撮影した画像をシート状画像形成材料(シートフィルム)上に直接或いは間接的に露光して画像形成を行う画像形成装置の断面構成図である。図2は該画像形成装置の斜視図、図3(a)は該画像形成装置の平面図、図3(b)は該画像形成装置の側断面図である。
【0009】
レーザーヒート方式のシート状画像形成材料(記録媒体)10は、装填装置20の装填台であるカセット21に、複数枚積層された状態で載置され、収納されている。カセット21に載置されているシート状画像形成材料10は、送出手段である吸盤22によって、1枚ずつ分離され、送り出される。送り出されたシート状画像形成材料10は、搬送ローラ23によって、シート保持手段である円筒面状のドラム24へと搬送される。ドラム24では、シート保持部材であるグリッパー25によって、シート状画像形成材料10の先端部が保持される。そして、ドラム24の回転(図1において時計方向)及びドラム24に摺接して従動回転する摺接ローラ26によって、シート状画像形成材料10は、ドラム24の周面上に密着・保持される。摺接ローラ26はドラム24に対し、圧接、離間する機構を有している。
【0010】
ドラム24の周面上に保持されて回転するレーザーヒート方式のシート状画像形成材料(記録媒体)10に対して、露光光学系30のレーザー装置31の記録素子(マルチチャンネル型のレーザーヘッド)31Aから出射した光ビームL(ビーム出力100mW/5μm径)を照射して主走査し、ドラム24の回転軸方向(副走査方向)に副走査することにより、シート状画像形成材料10の色材層とベース層との間で材料のアブレーションを発生させ、画像を形成する。
【0011】
シート状画像形成材料10上への照射走査が終了すると、ドラム24は逆回転(図1において反時計方向)し、図示しない分離爪などの分離手段によって、ドラム24からシート状画像形成材料10を分離して、搬送ローラ等の搬送手段27によって搬送する。このとき、グリッパー25によって保持されているシート状画像形成材料10の端部が後端側となるように分離・搬送する。
【0012】
搬送されたシート状画像形成材料10は、剥離手段40によって、第1シート11と第2シート12とが剥離される。この剥離によって、レーザー装置31の光ビームLにより照射された部分が第2シート12に転写され、第1シート11上には未露光部分の色材層が残ることにより、画像形成がなされる。シート状画像形成材料10が剥離されると、画像形成されたシートとして利用する第1シート11は、排紙ローラ28により機外の排紙トレイ29上に排紙される。第2シート12は、回収手段50によって巻き取られて回収される。
【0013】
このように、本実施の形態の画像形成装置においては、ドラム24の外周面上に巻回されたシート状画像形成材料10に対して、レーザー装置31から出射した光ビームLを照射して、像を形成するものであるから、高画質な画像記録を達成するためには、レーザー装置31の副走査方向の直進駆動を、送りムラのないスムーズに行わせることが必須である。
【0014】
・ドラム24の駆動機構
ドラム24の回転軸240の両端に与圧固定されている図示しないアンギュラーベアリングは、固定台1A上に直立固定された側壁1B,1C内に支持されている。
【0015】
回転軸240の一方の軸端には、カップリング3を介して駆動モータ4に接続している。駆動モータ4の端部にはロータリーエンコーダ5が設けられ、駆動モータ4の回転速度を検出する。なお、ドラム24の回転軸240を延長して、駆動モータ4のロータと一体構成にした構造にしてもよい。
【0016】
・レーザー装置31の移動機構
レーザーヘッド(記録素子)31Aを備えたレーザー装置31は、ベース部材(キャリッジ)32の上面側に搭載されている。ベース部材32の底面側には、回転軸240に近い側に2箇所の主スライダー33が、回転軸240から遠い側に1箇所の副スライダー34が固定されている。
【0017】
主スライダー33は回転軸240に平行して水平配置された平滑な表面を有する主ガイド部材(ガイドレール)35の面上を副走査方向に摺動可能である。副スライダー34は、主ガイド部材35に平行して支持部材36A,36Bにより水平支持された平滑な表面を有する副ガイド部材(ガイドバー)37に嵌合し、副走査方向に摺動可能である。したがって、レーザー装置31を搭載するベース部材32は、2箇所の主スライダー33と1箇所の副スライダー34とにより、主ガイド部材35及び副ガイド部材37上に3点支持されて、副走査方向に摺動する。
【0018】
レーザー装置31を搭載するベース部材32は、リニアモータ38により副走査方向に移動される。リニアモータ38は、磁石を備えた長尺のレール状をなし装置本体に固定されたマグネットヨーク38Aと、移動可能なベース部材32に備えた可動コイル38Bとから構成されている。
【0019】
このとき、レーザー装置31を搭載するベース部材32は、2つのガイド部材35,37上を摺動して、案内される。この2つのガイド部材35,37は、リニアモータ38を挟んで設けられている。また、このガイド部材35,37には、ベース部材32に設けられたローラが転がり接触して案内される。
【0020】
図4は本発明の画像形成装置の駆動部の制御を示すブロック図である。
【0021】
記録媒体10側のガイドレール35と記録媒体10との間に検出手段であるリニアエンコーダ39が設けられ、レーザー装置31側に設けられた検出素子(センサ)によって、レーザーヘッド31Aの位置や速度などが検出できるようになっている。この検出素子によって検出されたレーザーヘッド31Aの位置や速度に基づいて、制御手段60がレーザー装置31側の可動コイル38Bに流す電流を制御し、レーザーヘッド31Aを等速に副走査方向へ移動させる。また、駆動モータ4に設けられたロータリーエンコーダ5は、駆動モータ4の回転速度を一定に制御する。
【0022】
【実施例】
・摺動抵抗力について
このような移動機構において、主ガイド部材35及び副ガイド部材37によるレーザー装置31の副走査方向移動時の摺動抵抗力Fが、画質の向上に大きく影響を及ぼす。
【0023】
・摺動抵抗力の測定方法
主ガイド部材35と副ガイド部材37上に、レーザー装置31を搭載したベース部材32を水平に設置し、ベース部材32の一端をバネ秤を当接させて副走査方向に押圧して、静止最大摩擦力から摺動抵抗力Fを測定した。
【0024】
・実験結果
レーザーヘッド31Aを備えたレーザー装置31及びベース部材32を、主ガイド部材35、副ガイド部材37上で副走査方向に摺動させるとき、摺動抵抗力Fを変化させて記録媒体10に画像記録した。
【0025】
摺動抵抗力Fを0.01N〜0.20Nの範囲内で変化させて実験した結果の画像ムラ判定を表1に示す。
【0026】
【表1】
【0027】
表1に示すように、摺動抵抗力Fが0.04N〜0.15Nの範囲内では画像ムラは発生しなかった。しかし、摺動抵抗力Fが0.03N以下の滑り易い状態、または、0.16N以上の摺動抵抗力の大きい場合には、画像ムラが発生し、形成された画像が使用上で支障を起こす問題がある。
【0028】
図5(a)は、画像記録した記録媒体10の拡大模式図である。基本的には、ドラム24が1回転する間に、マルチチャンネルヘッド型のレーザーヘッド31Aが副走査方向に所定のピッチ位置よりずれた位置に移動したとき、画像ムラが発生する。この位置ずれは、レーザーヘッド31Aの副走査方向の移動速度ムラに関係している。この移動速度ムラは、レーザーヘッド31Aを含む移動体の摺動抵抗力Fに起因している。
【0029】
レーザーヘッド31Aによる記録媒体10上の第1のラインnと第2のラインn+1との間の継ぎ目部kは、間隙なく密接していることが望ましい。しかし、摺動抵抗力が後述の所定値範囲より大きすぎたり(0.04N以上)、小さすぎると(0.15N以下)、画像ムラになる。即ち、摺動抵抗力Fが0.15Nより大きいと、レーザー装置31が不円滑移動して、速度ムラを発生し画質が低下する。また、摺動抵抗力Fが0.04Nより小さいと、レーザー装置31がガイド部材35,37上を制御以上に移動し過ぎて、正確な速度制御が出来ず、速度ムラを発生し画質が低下する。
【0030】
図5(b),(c),(d)は、画像記録された第1のラインnと第2のラインn+1の拡大模式図である。
【0031】
図5(b)に示すように、第1のラインnと第2のラインn+1とが密接して平行に配置された状態なら、良好な画像が得れる。図5(c)に示すように、第1のラインnと第2のラインn+1との間に間隙を生じると、この間隙部分が画像形成後に、黒状のスジムラとなって現れる。また、図5(d)に示すように、第1のラインnと第2のラインn+1とが一部重複した状態になると、この重複部分が画像形成後に、白状のスジムラとなって現れる。
【0032】
このような問題を解消するため、2つのガイド部材35,37のうち、記録媒体10側の主ガイド部材35による摺動抵抗力F1を、他方の副ガイド部材37の摺動抵抗力F2より大きくなるように設定する(F1>F2)。これにより、レーザー装置31のレーザーヘッド31Aの位置変動を抑えることができる。しかも、若干位置変動が生じたとしても、副ガイド部材37によりその変動を吸収することができ、画質の低下を防止することができる。
【0033】
この場合、記録媒体10側の主ガイド部材35と記録媒体10との間にリニアエンコーダ39が設けられているので、レーザーヘッド31Aの位置移動を正確に検出することができ、制御手段60によりリニアモータ38にフィードバックして、レーザーヘッド31Aを高精度に位置決めし、かつ、スムーズな移動を可能とする。即ち、レーザーヘッド31Aに近い主ガイド部材35による摺動抵抗力を大きくすることにより、レーザーヘッド31Aの位置変動を低く抑えて高精度に移動させ、レーザーヘッド31Aより遠い副ガイド部材37による摺動抵抗力を小さくすることにより、レーザー装置31の移動をスムーズにする。
【0034】
なお、リニアモータ38の推力は約20Nに設定した。リニアモータ38の推力と前記ガイド部材の摺動抵抗力Fとの関係は、レーザーヘッド31A駆動制御に対して重要である。リニアモータ38の推力が小さすぎると、レーザー装置31の移動が不円滑になり、大きすぎるとレーザー装置31の移動制御が困難になる。
【0035】
【発明の効果】
請求項1により、記録素子のスムーズな移動(ガクガクと動くことがない)を可能とし、画質向上になる。
【0036】
請求項2により、慣性がつき過ぎることがなく、スムーズな移動ができ、画質向上になる。
【0037】
請求項3により、記録素子の移動に伴う変動を、他方のガイドにより吸収でき、画質向上になる。
【0038】
請求項4及び5により、正確な移動を検出することができるので、この結果に基づいてスムーズな移動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像形成装置の断面構成図。
【図2】前記画像形成装置の斜視図。
【図3】前記画像形成装置の平面図及び側断面図。
【図4】本発明の画像形成装置の駆動部の制御を示すブロック図。
【図5】画像記録した記録媒体の拡大模式図、及び画像記録された第1のラインと第2のラインの拡大模式図。
【符号の説明】
4 駆動モータ
5 ロータリーエンコーダ
10 シート状画像形成材料(記録媒体)
24 ドラム
25 グリッパー
30 露光光学系
31 レーザー装置
31A レーザーヘッド(記録素子)
32 ベース部材(キャリッジ)
33 主スライダー
34 副スライダー
35 主ガイド部材(ガイドレール)
37 副ガイド部材(ガイドバー)
38 リニアモータ
38A マグネットヨーク
38B 可動コイル
39 リニアエンコーダ(検出手段)
60 制御手段
F,F1,F2 摺動抵抗力
Claims (3)
- 記録媒体の移動方向に対し直交する方向に、記録素子を移動させることにより、前記記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置において、
前記記録素子はベース部材に搭載され、前記ベース部材の移動を、リニアモータで行うとともに、前記ベース部材の移動を案内する少なくとも2つのガイド部材を設け、
前記少なくとも2つのガイド部材は、前記記録媒体に近い側と前記記録媒体から遠い側に設けられ、前記記録媒体に近い側のガイド部材と、前記ベース部材とで生じる摺動抵抗力の方が、前記記録媒体から遠い側のガイド部材と前記ベース部材とで生じる摺動抵抗力より大きいことを特徴とする画像形成装置。 - 前記記録媒体に近い側のガイド部材と前記記録媒体との間に、前記記録素子の移動を検出する検出手段を設け、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記リニアモータを制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記検出手段は、リニアエンコーダであることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
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---|---|---|---|
JP2204198A JP3785783B2 (ja) | 1998-02-03 | 1998-02-03 | 画像形成装置 |
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- 1998-02-03 JP JP2204198A patent/JP3785783B2/ja not_active Expired - Fee Related
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